- •Вказівки до вибору завдання
- •Задача №1 Розрахунок на міцність і визначення переміщень при розтягу і стиску
- •Задача №2 Розрахунок статично невизначеної стержневої системи
- •Визначення осьових моментів інерції плоских перетинів
- •Задача №4 Розрахунок вала на кручення
- •Задача №5 Аналіз напруженого стану
- •Задача №6 Побудова епюр перерізуючих сил і згинальних моментів для консолі
- •Задача №7 Побудова епюр перерізуючих сил і згинальних моментів для балки на двох опорах
- •Задача №8 Розрахунок на міцність при згині балок
- •Підбір поперечного перетину балки при деформації косого згину
- •Задача №12 Розрахунок вала на згин з крученням
- •Задача №13 Розрахунок на стійкість стиснутого стержня
- •Задача №14 Визначення максимальних динамічних напружень і переміщень при ударі
- •План розв'язування задачі:
- •Курсова робота
- •Зміст курсової роботи
- •Задача 3 Визначення моментів інерції плоских перетинів
- •Розв’язування задачі 3
- •Задача 4 Розрахунок вала на кручення
- •Розв’язування задачі 4
Задача 3 Визначення моментів інерції плоских перетинів
Для заданої плоскої фігури (рис. 3.1) визначити: положення головних центральних осей інерції; величини осьових моментів інерцій та осьових моментів опору відносно них, якщо двотавр №33.
Рисунок 3.1
Додаток 4
Розв’язування задачі 3
Геометричні характеристики вказаного прокатного профілю виписуємо з таблиць сортаменту ГОСТ 8239-72 (додаток 9). Для двотавра № 33 позначаємо їх індексом 1.
Визначаємо геометричні характеристики полоси, позначимо їх індексом 2.
Розміри полоси:
Площа поперечного перетину полоси
Осьові моменти інерцій полоси:
Викреслюємо складений перетин у масштабі (рис. 3.2).
Визначаємо координати центра ваги складеного поперечного перетину в системі координат :
; тому, що вісь є віссю симетрії;
де – координата центра ваги площі першої фігури (двотавра) до
осі , ;
– координата центра ваги площі другої фігури (полоси);
Закінчення додатка 4
|
|
|
|
Підставимо значення і отримаємо
Проводимо через точку головні центральні осі (рис.3.2).
Визначаємо осьові моменти інерції відносно головних центральних осей:
Визначаємо осьові моменти опору відносно центральних осей:
де , – координати точок поперечного перетину максимально віддалених від осей та (рис. 3.2):
Додаток 5
Рисунок 3.2
Додаток 6
Задача 4 Розрахунок вала на кручення
Для заданого стального вала (рис. 4.1) визначити діаметри окремих його ділянок (з умови міцності) і величини кутів закручування на цих ділянках, порівняти їх з допустимим кутом закручування, якщо ;
Дано: . Матеріал вала – сталь Ст.3, МПа. Частота обертання вала .
Рисунок 4.1
Додаток 7
Розв’язування задачі 4
Потужність визначаємо з рівняння балансу потужностей, записаного з урахуванням напряму дії зосереджених моментів (тертям в опорах нехтуємо)
;
звідки
Скручувальні моменти (і=0,1,2,3,4), які передаються кожним шківом, визначаємо за формулою
Підставивши значення, отримаємо:
Крутні моменти (і=0,1,2,3,4) на кожній ділянці вала відповідно рівні (рис. 4.2а):
Використовуючи отримані значення, будуємо епюру крутних моментів (рис. 4.2б).
З умови міцності на кручення визначаємо діаметр вала
Підставивши значення крутних моментів для кожної ділянки вала, отримаємо:
Продовження додатка 7
Приймаємо діаметри ділянок вала:
Виконуємо ескіз вала (рис. 4.2в).
Кути закручування окремих ділянок вала визначимо за формулою
і=1,2,3,4,
де – довжина ділянки вала;
– модуль зсуву, ;
− полярний момент інерції поперечного перетину вала,
.
Підставивши значення, отримаємо:
Закінчення додатка 7
Визначаємо кути закручування перетинів вала , , , відносно перетину :
Будуємо епюру кутів закручування вала (рис. 4.2г), прийнявши за початок відліку перетин .
Перевірку вала на жорсткість проведемо за умовою жорсткості
,
де – максимальний відносний кут закручування вала.
Визначимо відносні кути закручування на кожній ділянці вала:
Маємо, що
Отже, умову жорсткості забезпечено.
Додаток 8
Рисунок 4.2
Додаток 9
Сталь прокатна. Балки двотаврові. Сортамент. ГОСТ 8239-89
Но-мера про-філю |
Розміри |
Площа перетину
|
Довідкові величини для осей |
||||||||||
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
10 |
100 |
55 |
4,5 |
7,2 |
12,0 |
198 |
39,7 |
4,06 |
23,0 |
17,9 |
6,49 |
1,22 |
|
12 |
120 |
64 |
4,8 |
7,3 |
14,7 |
350 |
58,4 |
4,88 |
33,7 |
27,9 |
8,72 |
1,38 |
|
14 |
140 |
73 |
4,9 |
7,5 |
17,4 |
572 |
81,7 |
5,73 |
46,8 |
41,9 |
11,5 |
1,55 |
|
16 |
160 |
81 |
5,0 |
7,8 |
20,2 |
873 |
109 |
6,57 |
62,3 |
58,6 |
14,5 |
1,70 |
|
18 |
180 |
90 |
5,1 |
8,1 |
23,4 |
1290 |
143 |
7,42 |
81,4 |
82,6 |
18,4 |
1,88 |
|
20 |
200 |
100 |
5,2 |
8,4 |
26,8 |
1840 |
184 |
8,28 |
104 |
115 |
23,1 |
2,07 |
|
22 |
220 |
110 |
5,4 |
8,7 |
30,6 |
2550 |
232 |
9,13 |
131 |
157 |
28,6 |
2,27 |
|
24 |
240 |
115 |
5,6 |
9,5 |
34,8 |
3460 |
289 |
9,97 |
163 |
198 |
34,5 |
2,37 |
|
27 |
270 |
125 |
6.0 |
9,8 |
40,2 |
5010 |
371 |
11,2 |
210 |
260 |
41,5 |
2,54 |
|
30 |
300 |
135 |
6,5 |
10,2 |
46,5 |
7080 |
472 |
12,3 |
268 |
337 |
49,9 |
2,69 |
|
33 |
330 |
140 |
7,0 |
11,2 |
53,8 |
9840 |
597 |
13,5 |
339 |
419 |
59,9 |
2,79 |
|
36 |
360 |
145 |
7,5 |
12,3 |
61,9 |
13380 |
743 |
14,7 |
423 |
516 |
71,1 |
2,89 |
|
40 |
400 |
155 |
8,0 |
13,0 |
71,4 |
18930 |
947 |
16,3 |
540 |
665 |
85,9 |
3,05 |
|
45 |
450 |
160 |
6,6 |
14,2 |
83,0 |
27450 |
1220 |
18,2 |
699 |
807 |
101 |
3,12 |
|
50 |
500 |
170 |
9,5 |
15,2 |
97,3 |
39120 |
1560 |
20,1 |
899 |
1040 |
122 |
3,28 |
|
55 |
550 |
180 |
10,0 |
16,5 |
113 |
54810 |
1990 |
22,0 |
1150 |
1350 |
150 |
3,46 |
|
60 |
600 |
190 |
10,8 |
17,8 |
131 |
75010 |
2500 |
23,9 |
1440 |
1720 |
181 |
3,62 |
|
Додаток 10
Сталь прокатна. Швелери. Сортамент. ГОСТ 8240-89
Номера профілю |
Розміри |
Площа перетину
|
Довідкові величини для осей |
|||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
5 |
50 |
32 |
4,4 |
7,0 |
6,16 |
22,8 |
9,10 |
1,92 |
5,61 |
2,75 |
0,954 |
1,16 |
||||||||||
6,5 |
65 |
36 |
4,4 |
7,2 |
7,51 |
48,6 |
15,0 |
2,54 |
8,70 |
3,68 |
1,08 |
1,24 |
||||||||||
8 |
80 |
40 |
4,5 |
7,4 |
8,98 |
89,4 |
22,4 |
3,16 |
12,8 |
4,75 |
1,19 |
1,31 |
||||||||||
10 |
100 |
46 |
4,5 |
7,6 |
10,9 |
174 |
34,8 |
3,99 |
20,4 |
6,46 |
1,37 |
1,44 |
||||||||||
12 |
120 |
52 |
4,8 |
7,8 |
13,3 |
304 |
50,6 |
4,78 |
31,2 |
8,52 |
1,53 |
1,54 |
||||||||||
14 |
140 |
58 |
4,9 |
8,1 |
15,6 |
491 |
70,2 |
5,60 |
45,4 |
11,0 |
1,70 |
1,67 |
||||||||||
16 |
160 |
64 |
5,0 |
8,4 |
18,1 |
747 |
93,4 |
6,42 |
63,3 |
13,8 |
1,87 |
1,80 |
||||||||||
18 |
180 |
70 |
5,1 |
8,7 |
20,7 |
1090 |
121 |
7,24 |
86,0 |
17,0 |
2,04 |
1,94 |
||||||||||
20 |
200 |
76 |
5,2 |
9,0 |
23,4 |
1520 |
152 |
8,07 |
113 |
20,5 |
2,20 |
2,07 |
||||||||||
22 |
220 |
82 |
5,4 |
9,5 |
26,7 |
2110 |
192 |
8,89 |
151 |
25,1 |
2,37 |
2,21 |
||||||||||
24 |
240 |
90 |
5,6 |
10,0 |
30,6 |
2900 |
242 |
9,73 |
208 |
31,6 |
2,60 |
2,42 |
||||||||||
27 |
270 |
95 |
6,0 |
10,5 |
35,2 |
4160 |
308 |
10,9 |
262 |
37,3 |
2,73 |
2,47 |
||||||||||
30 |
300 |
100 |
6,5 |
11,0 |
40,5 |
5810 |
387 |
12,0 |
327 |
43,6 |
2,84 |
2,52 |
||||||||||
33 |
330 |
105 |
7,0 |
11,7 |
46,5 |
7980 |
484 |
13,1 |
410 |
51,8 |
2,97 |
2,59 |
||||||||||
36 |
360 |
110 |
7,5 |
12,6 |
53,4 |
10820 |
601 |
14,2 |
513 |
61,7 |
3,10 |
2,68 |
||||||||||
40 |
400 |
115 |
8,0 |
13,5 |
61,5 |
15220 |
761 |
15,7 |
642 |
73,4 |
3,23 |
2,75 |
||||||||||
Додаток 11
Сталь прокатна кутова рівнобічна. Сортамент. ГОСТ 8509-86
Номера профілю |
Розміри |
Площа профілю
|
Довідкові величини для осей |
||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
||
2 |
20 |
3 4 |
3,5 |
1,13 1,46 |
0,40 0,50 |
0,59 0,58 |
0,60 0,64 |
||
2,5 |
25 |
3 4 |
3,5 |
1,43 1,86 |
0,81 1,03 |
0,75 0,74 |
0,73 0,76 |
||
2,8 |
28 |
3 |
4 |
1,62 |
1,16 |
0,85 |
0,80 |
||
3,2 |
32 |
3 4 |
4,5 |
1,86 2,43 |
1,77 2,26 |
0,97 0,96 |
0,89 0,94 |
||
3,6 |
36 |
3 4 |
4,5 |
2,10 2,75 |
2,56 3,29 |
1,10 1,09 |
0,99 1,04 |
||
4 |
40 |
3 4 |
5 |
2,35 3,08 |
3,55 4,58 |
1,23 1,22 |
1,09 1,13 |
||
4,5 |
45 |
3 4 5 |
5 |
2,65 3,48 4,29 |
5,13 6,63 8,03 |
1,39 1,38 1,37 |
1,21 1,26 1,30 |
||
5 |
50 |
3 4 5 |
5,5 |
2,96 3,89 4,80 |
7,11 9,21 11,2 |
1,55 1,54 1,53 |
1,33 1,38 1,42 |
||
5,6 |
56 |
3,5 4 5 |
6 |
3,86 4,38 5,41 |
11,6 13,1 16,0 |
1,73 1,73 1,72 |
1,50 1,52 1,57 |
||
6,3 |
63 |
4 5 6 |
7 |
4,96 6,13 7,28 |
18,9 23,1 27,1 |
1,95 1,94 1,93 |
1,69 1,74 1,78 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Закінчення додатка 11
Сталь прокатна кутова рівнобічна. Сортамент. ГОСТ 8509-86
(закінчення)
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
7 |
70 |
4,5 5 6 7 8 |
8,0 |
6,20 6,86 8,15 9,42 10,7 |
29,0 31,9 37,6 43,0 48,2 |
2,16 2,16 2,15 2,14 2,13 |
1,88 1,90 1,94 1,99 2,02 |
7,5 |
75 |
5 6 7 8 9 |
9 |
7,39 8,78 10,1 11,5 12,8 |
39,5 46,6 53,3 59,8 66,1 |
2,31 2,30 2,29 2,28 2,27 |
2,02 2,06 2,10 2,15 2,18 |
8 |
80 |
5,5 6 7 8 |
9 |
8,63 9,38 10,8 12,3 |
52,7 57,0 65,3 73,4 |
2,47 2,47 2,45 2,44 |
2,17 2,19 2,23 2,27 |
9 |
90 |
6 7 8 9 |
10 |
10,6 12,3 13,9 15,6 |
82,1 94,3 106 118 |
2,78 2,77 2,76 2,75 |
2,43 2,47 2,51 2,55 |
10 |
100 |
6,5 7 8 10 12 14 16 |
12 |
12,8 13,8 15,6 19,2 22,8 26,3 29,7 |
122 131 147 179 209 237 264 |
3,09 3,08 3,07 3,05 3,03 3,00 2,98 |
2,68 2,71 2,75 2,83 2,91 2,99 3,06 |
11 |
110 |
7 8 |
12 |
15,2 17,2 |
176 198 |
3,40 3,39 |
2,96 3,00 |
12,5 |
125 |
8 9 10 12 14 16 |
14 |
19,7 22,0 24,3 28,9 33,4 37,8 |
294 327 360 422 482 539 |
3,87 3,86 3,85 3,82 3,80 3,78 |
3,46 3,40 3,45 3,53 3,61 3,68 |
14 |
140 |
9 10 12 |
14 |
24,7 27,3 32,5 |
466 512 602 |
4,34 4,33 4,31 |
3,78 3,82 3,90 |
Додаток 12
Сталь прокатна кутова нерівнобічна. Сортамент. ГОСТ 8510-86
Номера профілю |
Розміри |
Площа профілю
|
Довідкові величини для осей |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
Відстань від центра тяжіння |
|||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
||||||||||
2,5/1,6 |
25 |
16 |
3 |
3,5 |
1,16 |
0,70 |
0,78 |
0,22 |
0,44 |
0,86 |
0,42 |
||||||||||
3,2/2 |
32 |
20 |
3 4 |
3,5 |
1,49 1,94 |
1,52 1,93 |
1,01 1,00 |
0,46 0,57 |
0,55 0,54 |
1,08 1,12 |
0,49 0,53 |
||||||||||
4/2,5 |
40 |
25 |
3 4 |
4,0 |
1,89 2,47 |
3,06 3,93 |
1,27 1,26 |
0,93 1,18 |
0,70 0,69 |
1,32 1,37 |
0,59 0,63 |
||||||||||
4,5/2,8 |
45 |
28 |
3 4 |
5 |
2,14 2,80 |
4,41 5,68 |
1,43 1,42 |
1,32 1,69 |
0,79 0,78 |
1,47 1,51 |
0,64 0,68 |
||||||||||
5/3,2 |
50 |
32 |
3 4 |
5,5 |
2,42 3,17 |
6,17 7,98 |
1,60 1,59 |
1,99 2,56 |
0,91 0,90 |
1,60 1,65 |
0,72 0,76 |
||||||||||
5,6/3,6 |
56 |
36 |
3,5 4 5 |
6,0 |
3,16 3,58 4,41 |
10,1 11,4 13,8 |
1,79 1,78 1,77 |
3,30 3,70 4,48 |
1,02 1,02 1,01 |
1,80 1,82 1,86 |
0,82 0,84 0,88 |
||||||||||
6,3/4,0 |
63 |
40 |
4 5 6 8 |
7,0 |
4,04 4,98 5,90 7,68 |
16,3 19,9 23,3 29,6 |
2,01 2,00 1,99 1,96 |
5,16 6,26 7,28 9,15 |
1,13 1,12 1,11 1,09 |
2,03 2,08 2,12 2,20 |
0,91 0,95 0,99 1,07 |
||||||||||
Закінчення додатка 12
Сталь прокатна кутова нерівнобічна. Сортамент. ГОСТ 8510-86
(закінчення)
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
7/4,5 |
70 |
45 |
4,5 5 |
7,5 |
5,07 5,59 |
25,3 27,8 |
2,23 2,23 |
8,25 9,05 |
1,28 1,27 |
2,25 2,28 |
1,03 1,05 |
7,5/5 |
75 |
50 |
5 6 8 |
8 |
6,11 7,25 9,47 |
34,8 40,9 52,4 |
2,39 2,38 2,35 |
12,5 14,6 18,5 |
1,43 1,42 1,40 |
2,39 2,44 2,52 |
1,17 1,21 1,29 |
8/5 |
80 |
50 |
5 6 |
8 |
6,36 7,55 |
41,6 49,0 |
2,56 2,55 |
12,7 14,8 |
1,41 1,40 |
2,6 2,65 |
1,13 1,17 |
9/5,6 |
90 |
56 |
5,5 6 8 |
9 |
7,86 8,54 11,18 |
65,3 70,6 90,9 |
2,88 2,88 2,85 |
19,7 21,2 27,1 |
1,58 1,58 1,56 |
2,92 2,95 3,04 |
1,26 1,28 1,36 |
10/6,3 |
100 |
63 |
6 7 8 10 |
10 |
9,59 11,1 12,6 15,5 |
98,3 113 127 154 |
3,2 3,19 3,18 3,15 |
30,6 35,0 39,2 47,1 |
1,79 1,78 1,77 1,75 |
3,23 3,28 3,32 3,40 |
1,42 1,46 1,50 1,58 |
11/7 |
110 |
70 |
6,5 7 8 |
10 |
11,4 12,3 13,9 |
142 152 172 |
3,53 3,52 3,51 |
45,6 48,7 54,6 |
2 1,99 1,98 |
3,55 3,57 3,61 |
1,58 1,6 1,54 |
12,5/8 |
125 |
80 |
7 8 10 12 |
11 |
14,1 16 19,7 23,4 |
227 256 312 356 |
4,01 4 3,98 3,95 |
73,7 83,0 100 117 |
2,29 2,28 2,26 2,24 |
4,01 4,05 4,14 4,22 |
1,8 1,84 1,92 2 |
14/9 |
140 |
90 |
8 10 |
12 |
18 22,2 |
364 444 |
4,49 4,47 |
120 146 |
2,58 2,56 |
4,49 4,58 |
2,02 2,12 |
Додаток 13
Коефіцієнти зменшення основного допустимого напруження
Гнучкість бруса
|
Сталь марок Ст.ОС, Ст.2, Ст.3, Ст.4. |
Сталь Ст.5 |
Сталь СПК |
Чавун |
Дерево |
0 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
10 |
0,99 |
0,98 |
0,97 |
0,97 |
0,99 |
20 |
0,96 |
0,95 |
0,95 |
0,91 |
0,97 |
30 |
0,94 |
0,92 |
0,91 |
0,81 |
0,93 |
40 |
0,92 |
0,89 |
0,87 |
0,69 |
0,87 |
50 |
0,89 |
0,86 |
0,83 |
0,57 |
0,80 |
60 |
0,86 |
0,82 |
0,79 |
0,44 |
0,71 |
70 |
0,81 |
0,76 |
0,72 |
0,34 |
0,60 |
80 |
0,75 |
0,70 |
0,65 |
0,26 |
0,48 |
90 |
0,69 |
0,62 |
0,55 |
0,20 |
0,38 |
100 |
0,60 |
0,51 |
0,43 |
0,16 |
0,31 |
110 |
0,52 |
0,43 |
0,35 |
— |
0,25 |
120 |
0,45 |
0,36 |
0,30 |
— |
0,22 |
130 |
0,40 |
0,33 |
0,26 |
— |
0,18 |
140 |
0,36 |
0,29 |
0,23 |
— |
0,16 |
150 |
0,32 |
0,26 |
0,21 |
— |
0,14 |
160 |
0,29 |
0,24 |
0,19 |
— |
0,12 |
170 |
0,26 |
0,21 |
0,17 |
— |
0,11 |
180 |
0,23 |
0,19 |
0,15 |
— |
0,10 |
190 |
0,21 |
0,17 |
0,14 |
— |
0,09 |
200 |
0,19 |
0,16 |
0,13 |
— |
0,08 |
Додаток 14
Площі і координати центра тяжіння простих фігур
-
Фігура
Тернопільський національний технічний університет
імені Івана Пулюя
Кафедра технічної механіки, сільськогосподарських машин і транспортних технологій
Довбуш Анатолій Дмитрович
Хомик Надія Ігорівна
ОПІР МАТЕРІАЛІВ
завдання
до виконання курсової роботи
Комп’ютерний набір: Рубінець Наталя
Графічне оформлення: Олендер Назар
Папір офсетний. Гарнітура «Таймс». Умов.друк.арк.
Наклад 100прим.
